一种ckdy电液执行先进电机控制算法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种CKDY电液执行先进电机控制算法。
【背景技术】
[0002]数字控制方式存在采样、计算、占空比更新等环节，使得逆变器出现最大占空比受到限制的问题。实际应用中常用的解决方案是采用滞后一拍的控制方式。这种方式造成控制量施加的延时，容易出现超调等现象，是限制电流环调节器动态性能提高的主要原因之一。当前很多方法专注于研究在反馈通道上消除一拍滞后延时。比较直接的办法是采取措施提前预测下一拍电流值，相当于在反馈通道上将调节器输入提前了一拍，可以消除前向通道上存在的一拍滞后延时。如果预测能成功实现，可以对电流控制效果的提升产生有利的作用。然而，预测的实现通常需要使用到电机精确的数学模型及参数，而且一般需要大量的计算量。实际应用场合中，这往往是难以做到的。
[0003]有鉴于此，中国专利201310461222.9公开了一种永磁同步电机电流增量预测算法，其包括以下步骤:(I)同步旋转坐标系下永磁同步电机的定子d轴、q轴电压方程；(2)根据步骤(I)中的定子q轴电压方程，在当前周期和上一周期内分别建立永磁同步电机的离散电压方程；(3)忽略与转速相关的电压项的变化，将永磁同步电机的离散电压方程相减，得到永磁同步电机的电流增量公式；(4)根据永磁同步电机的传递函数以及永磁同步电机的电流增量式，得到电流预测值与当前周期的电流检测值之间的脉冲传递函数；(5)根据脉冲传递函数以及传统电流环PI调节器的脉冲传递函数、永磁同步电机的传递函数得到采用电流增量预测算法的q轴电流环闭环脉冲传递函数。该发明可以广泛在永磁同步电机伺服控制领域中应用。但是该发明没有让电机达到高效节能、平稳运行的效果。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的问题是提供一种高效节能、大力矩、保证电机平稳运行的CKDY电液执行先进电机控制算法。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种CKDY电液执行先进电机控制算法，其特征在于，包括以下步骤:
[0006]步骤1:交流电整流后电压经过APFAMT模块的功率匹配后得到稳定的电压作为电机的母线电压；
[0007]步骤2:产生20KHz的中断，中断里采样母线电压Vbus，母线电流Ibus，相电压Vu、Vv、Vw,相电流Iu、Iv、Iw;
[0008]步骤3:对步骤2里的相电压Vu、Vv、Vw进行克拉克变换得到V0_in、Va_in，对相电流Iu、Iv、Iw进行克拉克变换得到Ia、Ιβ;
[0009]步骤4:根据步骤2里的母线电压Vbus及步骤2里的Vi3_in、Va_in、Ia、Ιβ，得出角度Age、速度Spc、力矩Tqc、磁通量Fuc;
[0010]步骤5:对步骤4里的角度Agc和Ia、Ιβ进行PARK变换得到Id、Iq;
[0011]步骤6:用户设定参考力矩Tqref和带宽Bw跟Tqc进行误差比较得出结果Idref，参考力矩Idref和步骤5里的Id经过ADRC模块运算得出Vd;
[0012]步骤7:用户设定参考速度Spref和带宽Bw跟Spc进行误差比较得出Iqref ,Iqref^PI步骤5里的Iq经过ADRC模块运算得出Vq;
[0013]步骤8:对步骤6里的Vd和步骤7里的Vq进行PARK反变换得出Va_out、V0_out ；
[0014]步骤9:对步骤8里的Va_out、VP_out进行空间矢量控制调制得出Tu、Tv、Tw;
[0015]步骤1:步骤9里的Tu、Tv、Tw经PffM驱动送到IPM模块形成正弦波驱动电机。
[0016]本发明的技术效果主要体现在:1.保证功率因数>90%，负载动态跟随，此外精确输出直流母线电压，同时无需交流电压过零和幅值检测硬件电路，可以降低成本;2.自动识别电机角度、速度、力矩，而且自动估算转子和定子的电阻、电感、磁通量;3.PowerWarp算法可自适应降低电流消耗从而最大限度将转子和定子同损耗降到最低，同时不影响电机的输出功率;4.ADRC使系统变动时能够稳定运行。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的原理示意框图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]如图1所示，一种CKDY电液执行先进电机控制算法，其特征在于，包括以下步骤:
[0020]步骤1:交流电整流后电压经过APFAMT模块的功率匹配后得到稳定的电压作为电机的母线电压；
[0021 ] 步骤2:产生20KHz的中断，中断里采样母线电压Vbus，母线电流Ibus，相电压Vu、Vv、Vw,相电流Iu、Iv、Iw;
[0022]步骤3:对步骤2里的相电压Vu、Vv、Vw进行克拉克变换得到VP_in、Va_in,对相电流Iu、Iv、Iw进行克拉克变换得到Ia、Ιβ;
[0023]步骤4:根据步骤2里的母线电压Vbus及步骤2里的Vi3_in、Va_in、Ia、Ιβ，得出角度Age、速度Spc、力矩Tqc、磁通量Fuc;
[0024]步骤5:对步骤4里的角度Agc和Ia、Ιβ进行PARK变换得到Id、Iq;
[0025]步骤6:用户设定参考力矩Tqref和带宽Bw跟Tqc进行误差比较得出结果Idref，参考力矩Idref和步骤5里的Id经过ADRC模块运算得出Vd;
[0026]步骤7:用户设定参考速度Spref和带宽Bw跟Spc进行误差比较得出Iqref ,Iqref^PI步骤5里的Iq经过ADRC模块运算得出Vq;
[0027]步骤8:对步骤6里的Vd和步骤7里的Vq进行PARK反变换得出Va_out、V0_out;
[0028]步骤9:对步骤8里的Va_out、VP_out进行空间矢量控制调制得出Tu、Tv、Tw;
[0029 ] 步骤1:步骤9里的Tu、Tv、Tw经PffM驱动送到IPM模块形成正弦波驱动电机。
[0030]采用上述方法，可以取得以下效果:1.保证功率因数>90%，负载动态跟随，此外精确输出直流母线电压，同时无需交流电压过零和幅值检测硬件电路，可以降低成本;2.自动识别电机角度、速度、力矩，而且自动估算转子和定子的电阻、电感、磁通量;3.PowerWarp算法可自适应降低电流消耗从而最大限度将转子和定子同损耗降到最低，同时不影响电机的输出功率;4.ADRC使系统变动时能够稳定运行。
[0031]上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
【主权项】
1.一种CKDY电液执行先进电机控制算法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:交流电整流后电压经过APFAMT模块的功率匹配后得到稳定的电压作为电机的母线电压； 步骤2:产生20KHz的中断，从中断里采样母线电压Vbus，母线电流Ibus，相电压Vu、Vv、Vw,相电流Iu、Iv、Iw; 步骤3:对步骤2里的相电压Vu、Vv、Vw进行克拉克变换得到VP_in、Va_in,对相电流Iu、IV、Iw进行克拉克变换得到Ia、Ιβ; 步骤4:根据步骤2里的母线电压￥13118及步骤2里的即_;[11、'\^1_；[11、1€[、10，得出角度4区(3、速度Spc、力矩Tqc、磁通量Fuc; 步骤5:对步骤4里的角度Agc和Ia、Ιβ进行PARK变换得到Id、Iq; 步骤6:设定参考力矩Tqref和带宽Bw跟Tqc进行误差比较得出结果Idref，参考力矩Idref和步骤5里的Id经过ADRC模块运算得出Vd; 步骤7:设定参考速度Spref和带宽Bw跟Spc进行误差比较得出Iqref，Iqref和步骤5里的Iq经过ADRC模块运算得出Vq; 步骤8:对步骤6里的Vd和步骤7里的Vq进行PARK反变换得出Va_out、Vf3_out; 步骤9:对步骤8里的Va_out、VP_out进行空间矢量控制调制得出Tu、Tv、Tw; 步骤10:步骤9里的Tu、Tv、Tw经PffM驱动送到IPM模块形成正弦波驱动电机。
【专利摘要】本发明公开了一种CKDY电液执行先进电机控制算法，包括以下步骤：母线电压的生成；采样母线电压Vbus，母线电流Ibus，相电压Vu、Vv、Vw,相电流Iu、Iv、Iw；克拉克变；角度Agc、速度Spc、力矩Tqc、磁通量Fuc的得出；PARK变换；Vd的得出；Vq的得出；PARK反变换；Tu、Tv、Tw的得出；Tu、Tv、Tw经PWM驱动送到IPM模块形成正弦波驱动电机。其有益效果是：高效节能、大力矩、保证电机平稳运行。
【IPC分类】H02P21/00
【公开号】CN105515481
【申请号】CN201610066044
【发明人】林源文, 殷希, 朱世林, 何俊, 许福伟
【申请人】扬州恒春电子有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月29日